CN108899599A - 电池云端预警系统及其预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了电池云端预警系统及其预警方法。电池云端预警系统包括云端服务器和若干电池载体，电池载体包括电池管理控制单元、电池载体数据监控单元、地图信息数据单元、信息反馈单元；云端服务器包括用于远程采集电池载体监控数据的数据中心、用于进行数据统筹分类处理的分拣归类模块、用于匹配计算出优化行程的智能运算模块。本发明能采集用户数据进行数据库的建立，并通过用户需求进行当前用户信息与数据库中数据匹配，提供能耗最低行程规划，降低能源损耗及提高电池耐用性。能监控电池状态与实际状态进行数据匹配，当出现异常时提供预警及规避方案。整体设计巧妙，适于电池载体地智能化管控，提高电池载体的运行安全性及经济性。

Description

电池云端预警系统及其预警方法

技术领域

本发明涉及电池云端管理，尤其涉及电池云端预警系统及其预警方法，属于电池云端智能化管理的技术领域。

背景技术

电池分好多种，铅酸电池、磷酸铁锂电池、三元电池。现在最成熟的是锂电池，众所周知电池属于易燃易爆品，但电池在日常生活中已经不可替代，所以如何降低电池的使用风险就变成了必须重视的课题。

电池安全防范措施可以粗略分为被动：电池做工和材料控制；主动：BMS控制。被动方式自不必说，就是单纯的增强产品生产管控，加强商品质量，提高安全系数。主动是近年来流行起来的电芯控制方案。每个电池组会有许多个电芯组成，BMS方案就是通过增加一个额外硬件设备对时刻监控电池的健康状态，如果数据达到临界值则主动断开电池连通状态虽然增强了电池的安全和耐用性，但并未从根本上解决电池给人带来的困扰，比如数据不准，剩余电量充足也不一定能开出理想里程，实际里程受到驾驶习惯、载重、上下坡、顶风等因素影响。

目前的电池保护仅通过BMS实现对电芯进行预警管控，而电池载体，即以电池为动力源的行使工具，其仅显示理论公里数，导航工具也仅仅给出预计最短里程数，在实际应用过程中，电池电量不一定能确保路程实现，常出现中途电量耗尽急救的情况发生，而且电芯随着使用时间的推延，常出现虚拟电量差异，影响到实际的使用。导航工具给出的预计最短行程规划也仅仅是距离上最短路径规划，由于实际道路存在上下坡、频繁驻车、直接风力影响等因素，会导致最短路径并非是最节能路径，存在能源浪费的情况。

发明内容

本发明是解决上述现有技术的不足，解决传统电池优化管理缺陷的问题。

本发明的一个目的在于：提出了电池云端预警系统，包括云端服务器和若干电池载体，

所述电池载体包括电池管理控制单元、电池载体数据监控单元、地图信息数据单元、信息反馈单元；

其中，所述电池管理控制单元至少包括电池电量监控模块、电池温度监控模块，

所述电池载体数据监控单元至少包括载体载重模块、载体速度传感模块，还可以包括载体受到风力及风向传感模块，

所述地图信息数据单元至少包括位置信息采集模块、行程规划输入模块、路径规划及预计行程时间显示模块、实际路径及实际行程时间信息采集模块，

所述信息反馈单元包括电池状态预警显示模块、持续优化行程显示模块，

所述云端服务器包括用于远程采集所述若干电池载体监控数据的数据中心、用于进行数据统筹分类处理的分拣归类模块、用于根据行程规划与分拣归类模块分类数据相匹配计算出优化行程的智能运算模块。

优选地，所述电池载体数据监控单元、地图信息数据单元、信息反馈单元集成于移动PC端内，所述移动PC端分别与所述电池管理控制单元、云端服务器相无线通讯连接。

优选地，所述云端服务器还包括ID登录匹配模块。

优选地，所述地图信息数据单元包括充电桩空余信息采集模块。

本发明的另一个目的在于：提出了电池云端预警系统的预警方法，包括如下步骤：

S1、电池管理控制单元信息采集步骤，

电池电量监控模块监控电池的电量数据及预计里程，电池温度监控模块监控电池的环境温度；

S2、电池载体数据监控单元信息采集步骤，

载体载重模块获得载体重量数据，通过用户手动输入或通过载重传感器自动获得载体重量数据，该载体重量数据包括载体本身重量和载重物重量之和，

载体速度传感模块记录载体的行使速度数据、阶段性加速度数据，

增设载体受到风力及风向传感模块可记录载体行进过程中受到的风力及风向数据；

S3、地图信息数据单元信息采集步骤，

位置信息采集模块采集载体的行程位置信息，

行程规划输入模块记录载体的行程规划信息，

路径规划及预计行程时间显示模块记录当前预计的行程信息及预计时间信息，

实际路径及实际行程时间信息采集模块采集载体的实际路径信息及实际行程时间信息；

S4、云端服务器运行步骤，

S41、数据中心存储步骤S1至步骤S3的全部信息；

S42、分拣归类模块将实际路径及实际行程时间相近的载体数据进行归类分组数据存储；

S43、智能运算模块根据当前载体步骤S1和步骤S2的采集信息进行与分拣归类模块的归类分组数据进行匹配，规划出优化行程并推送给信息反馈单元；根据当前载体电池预警阀值进行预警指令生成推送给信息反馈单元；

S44、信息反馈单元将S43步骤的优化行程进行显示；

S45、信息反馈单元将S43步骤的预警指令进行显示；

S5、持续优化行程更新步骤，

S43步骤间隔性更新，推送实时优化行程。

优选地，所述步骤S43还包括：

S431细化分组步骤，将归类分组数据的单组数据按照载体重量数据相似的细分类。

优选地，所述步骤S43还包括：

S432细分类再分类步骤，将细分类的单类数据按照行使速度数据相似的再细分类。

优选地，所述S4步骤还包括：

ID登陆步骤，通过移动PC端与云端服务器实现网络连接。

优选地，所述步骤S43的优化行程包括能耗最低行程路径信息、最佳行进速度信息、电池电量耗损预估信息、行程预计时间信息。

优选地，所述步骤S43的优化行程中的能耗最低行程路径信息中包含行至充电桩充电路径信息，行程预计时间信息包括预计充电时间信息。

本发明的有益效果主要体现在：

1.能采集用户数据进行数据库的建立，并通过用户需求进行当前用户信息与数据库中数据匹配，提供能耗最低行程规划，降低能源损耗及提高电池耐用性。

2.能监控电池状态与实际状态进行数据匹配，当出现异常时提供预警及规避方案。

3.整体设计巧妙，适于电池载体地智能化管控，提高电池载体的运行安全性及经济性。

附图说明

图1是本发明电池云端预警系统的示意图。

图2是本发明电池云端预警系统的预警方法流程示意图。

具体实施方式

本发明提供电池云端预警系统及其预警方法。以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。

如图1所示，电池云端预警系统包括云端服务器和若干电池载体，电池载体包括电池管理控制单元、电池载体数据监控单元、地图信息数据单元、信息反馈单元。所谓的电池载体即包括以电池为动力能源的行驶工具集合，行驶工具集合包括行驶工具本身及驾驶者所配备的任意辅助电子工具。

其中，电池管理控制单元至少包括电池电量监控模块、电池温度监控模块。

具体地，电池管理控制单元可以直接为BMS电池管理系统，通过BMS电池管理系统进行的对电池电芯的数据监控，并经过增设无线模块发射端发送至云端，包括电池电量信息监控、电池过热保护数据监控、电池电容量衰减监控等。

电池载体数据监控单元至少包括载体载重模块、载体速度传感模块。

在具体实施例中，主要反馈整车重量和整车的速度记录，包括平均车速记录、阶段性加速记录等，还可以包括载体受到风力及风向传感模块，记录车辆所受到的风力数据。

地图信息数据单元至少包括位置信息采集模块、行程规划输入模块、路径规划及预计行程时间显示模块、实际路径及实际行程时间信息采集模块。

该地图信息数据单元可以为第三方导航软件的直接采用，进行数据采集，也可以是另外针对性设计的数据采集软件，主要是通过卫星通信数据获得车辆的行使及本身内置的规划运算，地图信息数据的采集较为通用，不再赘述。

信息反馈单元包括电池状态预警显示模块、持续优化行程显示模块。

即用于向驾驶者或智能驾驶终端提供车辆的电池状态，规划的最佳路径，并且持续性提供最佳优化行程。

云端服务器包括用于远程采集若干电池载体监控数据的数据中心、用于进行数据统筹分类处理的分拣归类模块、用于根据行程规划与分拣归类模块分类数据相匹配计算出优化行程的智能运算模块。

具体地说明，数据中心即用于采集电池载体的全部数据，包括电池状态、运行状态、行程状态等信息，分拣归类模块用于将电池载体的单一行程内的或者某段行程内的数据进行打包，并将这些打包数据按照相近的信息进行分类，例如总行程相似的，总配重相似的，平均速度相似的，电池输出电量相似的等进行归类归集，该分类可以是平行归类关系，也可以是上下级子分类关系。智能运算模块用于根据当前电池载体用户的需求与分拣归类模块中的分类数据进行匹配，从而给出最佳的优化行程，并且优化行程持续性更新，以满足用户的需求。

优选实施例中，电池载体数据监控单元、地图信息数据单元、信息反馈单元集成于移动PC端内，移动PC端分别与电池管理控制单元、云端服务器相无线通讯连接。

并非一定通过集成在车辆中的PC端进行数据采集，还可以通过手机、平板电脑实现与云端服务器的互联，更便捷实用。

为了提高用户数据安全性，云端服务器还包括ID登录匹配模块。用于与用户之间实现特定的双向数据安全保障。

还需要进行优化地，地图信息数据单元包括充电桩空余信息采集模块。能在规划行程内增加充电选择服务。

对电池云端预警系统的预警方法进行细化地说明，如图2所示，其包括如下步骤：

S1、电池管理控制单元信息采集步骤，

电池电量监控模块监控电池的电量数据及预计里程，电池温度监控模块监控电池的环境温度，还可以包括BMS电池管理系统中的任意监控数据，还包括电池本身的累积使用时间等特定的电池本身数据。

S2、电池载体数据监控单元信息采集步骤，

载体载重模块获得载体重量数据，通过用户手动输入或通过载重传感器自动获得载体重量数据，该载体重量数据包括载体本身重量和载重物重量之和，

载体速度传感模块记录载体的行使速度数据、阶段性加速度数据，

增设载体受到风力及风向传感模块可记录载体行进过程中受到的风力及风向数据；

以上都是对电池载体受到的内在的或外在的耗能影响数据。

S3、地图信息数据单元信息采集步骤，

位置信息采集模块采集载体的行程位置信息，

行程规划输入模块记录载体的行程规划信息，

路径规划及预计行程时间显示模块记录当前预计的行程信息及预计时间信息，

实际路径及实际行程时间信息采集模块采集载体的实际路径信息及实际行程时间信息；

S4、云端服务器运行步骤，

S41、数据中心存储步骤S1至步骤S3的全部信息；

S42、分拣归类模块将实际路径及实际行程时间相近的载体数据进行归类分组数据存储；

S421细化分组步骤，将归类分组数据的单组数据按照载体重量数据相似的细分类。

S422细分类再分类步骤，将细分类的单类数据按照行使速度数据相似的再细分类。

具体实施例中，可以按照实际路径距离与实际行程时间进行第一层归类，第一层归类中再按照相仿载体重量数据进行第二层组归类，第二层组归类中再按照相仿的行使速度数据即平均速度数据进行第三层细归类。

优选实施例中，可以在第三层细归类中再按照均匀速度段、加速度段进行第四层归类，加速度段即能反馈上下坡区间段的细分段。即分类数据并非是一整个行程的数据记录，还包括任意区间段内的数据类，优化行程由若干个匹配区间段进行合成，如此设计更智能节能。

当然上述归类仅仅是本案的一个优选地归类方式，还可以通过更细化地数据进行层次性归类，以便提高优化行程的精确参考。

S43、智能运算模块根据当前载体步骤S1和步骤S2的采集信息进行与分拣归类模块的归类分组数据进行匹配，规划出优化行程并推送给信息反馈单元；根据当前载体电池预警阀值进行预警指令生成推送给信息反馈单元；

具体地，根据当前载体的用户需求从S42中的分类数据中进行匹配，获得最佳的优化行程，优化行程包括能耗最低行程路径信息、最佳行进速度信息、电池电量耗损预估信息、行程预计时间信息。信息反馈单元将S43步骤的优化行程进行显示；信息反馈单元将S43步骤的预警指令进行显示。

另外，步骤S43的优化行程中的能耗最低行程路径信息中包含行至充电桩充电路径信息，行程预计时间信息包括预计充电时间信息。

具体地说明，即在电池不足以满足行程时，提供充电方案，无需返航充电。

S5、持续优化行程更新步骤，

S43步骤间隔性更新，推送实时优化行程。即根据当前的用户数据不断地与S42步骤中的分类数据进行对比，间隔性提供最新优化行程。

最后还包括ID登陆步骤，通过移动PC端与云端服务器实现网络连接，增加了数据安全性。

通过以上描述可以发现，本发明电池云端预警系统及其预警方法，能采集用户数据进行数据库的建立，并通过用户需求进行当前用户信息与数据库中数据匹配，提供能耗最低行程规划，降低能源损耗及提高电池耐用性。能监控电池状态与实际状态进行数据匹配，当出现异常时提供预警及规避方案。整体设计巧妙，适于电池载体地智能化管控，提高电池载体的运行安全性及经济性。

以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.电池云端预警系统，包括云端服务器和若干电池载体，

其特征在于：

所述电池载体包括电池管理控制单元、电池载体数据监控单元、地图信息数据单元、信息反馈单元；

其中，所述电池管理控制单元至少包括电池电量监控模块、电池温度监控模块，

所述电池载体数据监控单元至少包括载体载重模块、载体速度传感模块，

所述地图信息数据单元至少包括位置信息采集模块、行程规划输入模块、路径规划及预计行程时间显示模块、实际路径及实际行程时间信息采集模块，

所述信息反馈单元包括电池状态预警显示模块、持续优化行程显示模块，

所述云端服务器包括用于远程采集所述若干电池载体监控数据的数据中心、用于进行数据统筹分类处理的分拣归类模块、用于根据行程规划与分拣归类模块分类数据相匹配计算出优化行程的智能运算模块。

2.根据权利要求1所述电池云端预警系统，其特征在于：

所述电池载体数据监控单元、地图信息数据单元、信息反馈单元集成于移动PC端内，所述移动PC端分别与所述电池管理控制单元、云端服务器相无线通讯连接。

3.根据权利要求1所述电池云端预警系统，其特征在于：所述云端服务器还包括ID登录匹配模块。

4.根据权利要求1所述电池云端预警系统，其特征在于：所述地图信息数据单元包括充电桩空余信息采集模块。

5.基于权利要求1~4任意一项所述电池云端预警系统的预警方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、电池管理控制单元信息采集步骤，

电池电量监控模块监控电池的电量数据及预计里程，电池温度监控模块监控电池的环境温度；

S2、电池载体数据监控单元信息采集步骤，

载体载重模块获得载体重量数据，通过用户手动输入或通过载重传感器自动获得载体重量数据，该载体重量数据包括载体本身重量和载重物重量之和，

载体速度传感模块记录载体的行使速度数据、阶段性加速度数据；

S3、地图信息数据单元信息采集步骤，

位置信息采集模块采集载体的行程位置信息，

行程规划输入模块记录载体的行程规划信息，

路径规划及预计行程时间显示模块记录当前预计的行程信息及预计时间信息，

实际路径及实际行程时间信息采集模块采集载体的实际路径信息及实际行程时间信息；

S4、云端服务器运行步骤，

S41、数据中心存储步骤S1至步骤S3的全部信息；

S42、分拣归类模块将实际路径及实际行程时间相近的载体数据进行归类分组数据存储；

S43、智能运算模块根据当前载体步骤S1和步骤S2的采集信息进行与分拣归类模块的归类分组数据进行匹配，规划出优化行程并推送给信息反馈单元；根据当前载体电池预警阀值进行预警指令生成推送给信息反馈单元；

S44、信息反馈单元将S43步骤的优化行程进行显示；

S45、信息反馈单元将S43步骤的预警指令进行显示；

S5、持续优化行程更新步骤，

S43步骤间隔性更新，推送实时优化行程。

6.根据权利要求5所述电池云端预警系统的预警方法，其特征在于所述步骤S42还包括：

S421细化分组步骤，将归类分组数据的单组数据按照载体重量数据相似的细分类。

7.根据权利要求6所述电池云端预警系统的预警方法，其特征在于所述步骤S42还包括：

S422细分类再分类步骤，将细分类的单类数据按照行使速度数据相似的再细分类。

8.根据权利要求5所述电池云端预警系统的预警方法，所述电池载体数据监控单元、地图信息数据单元、信息反馈单元集成于移动PC端内，所述移动PC端分别与所述电池管理控制单元、云端服务器相无线通讯连接，所述云端服务器还包括ID登录匹配模块，其特征在于所述S4步骤还包括：

ID登陆步骤，通过移动PC端与云端服务器实现网络连接。

9.根据权利要求5所述电池云端预警系统的预警方法，其特征在于：

所述步骤S43的优化行程包括能耗最低行程路径信息、最佳行进速度信息、电池电量耗损预估信息、行程预计时间信息。

10.根据权利要求9所述电池云端预警系统的预警方法，所述地图信息数据单元包括充电桩空余信息采集模块，其特征在于：

所述步骤S43的优化行程中的能耗最低行程路径信息中包含行至充电桩充电路径信息，行程预计时间信息包括预计充电时间信息。